Energía del hidrógeno
La gente tiene una larga historia de uso de la fuerza del agua que fluye en arroyos y ríos para producir energía mecánica. La energía hidroeléctrica fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas para la generación de electricidad, y hasta 2019, la energía hidroeléctrica fue la mayor fuente de generación total de electricidad renovable anual de Estados Unidos.
En 2021, la hidroelectricidad representó alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 31,5% de la generación total de electricidad renovable a escala de servicios públicos. La cuota de la hidroelectricidad en la generación total de electricidad en EE.UU. ha disminuido con el tiempo, principalmente debido al aumento de la generación de electricidad a partir de otras fuentes.
La cantidad de precipitaciones que se vierten en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales de las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitación, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de la producción hidroeléctrica.
Como la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las centrales hidroeléctricas suelen estar situadas en una fuente de agua o cerca de ella. El volumen del flujo de agua y el cambio en la elevación -o caída, y a menudo referido como cabeza- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor sea el caudal de agua y la altura de elevación, más electricidad podrá producir una central hidroeléctrica.
Definición de energía hidráulica
Nada es perfecto en la Tierra, y eso incluye la producción de electricidad con agua corriente. Las instalaciones de producción hidroeléctrica no son perfectas (la construcción de una presa es muy costosa y puede tener efectos negativos sobre el medio ambiente y la ecología local), pero la producción de energía hidroeléctrica presenta una serie de ventajas frente a la producción de energía con combustibles fósiles.
Representantes de más de 170 países llegaron a un consenso en la Máxima Conferencia Mundial sobre el Desarrollo Sostenible, en Johannesburgo (2002), y en el III Foro Mundial del Agua, en Kioto (2003): la generación hidroeléctrica es renovable y tiene ciertos méritos Aquí hay diez razones que les llevan a esta conclusión.
La hidroelectricidad utiliza la energía del agua corriente, sin reducir su cantidad, para producir electricidad. Por lo tanto, todos los aprovechamientos hidroeléctricos, de pequeño o gran tamaño, ya sean de pasada o de acumulación, encajan en el concepto de energía renovable.
Las centrales hidroeléctricas con embalses de acumulación ofrecen una flexibilidad operativa incomparable, ya que pueden responder inmediatamente a las fluctuaciones de la demanda de electricidad. La flexibilidad y la capacidad de almacenamiento de las centrales hidroeléctricas las hacen más eficientes y económicas para apoyar el uso de fuentes intermitentes de energía renovable, como la energía solar o la eólica.
Energía hidráulica a energía mecánica
El equilibrio de la red eléctrica requiere una capacidad de almacenamiento que, en la actualidad, sólo la hidroelectricidad puede proporcionar adecuadamente. ¿Qué técnicas se pueden utilizar? ¿Con qué ventajas e inconvenientes? ¿Según qué distribución espacial en Europa?
La hidroelectricidad se basa en un concepto sencillo: aprovechar la energía gravitatoria producida por la caída y el flujo de las masas de agua para convertirla en energía mecánica y luego eléctrica mediante un conjunto turbina-generador.
La creación de un embalse aguas arriba permite almacenar el agua, con lo que se obtiene una energía potencial, para después turbinarla y producir electricidad a demanda (Leer: Obras hidráulicas). La adición de una función de bombeo también permite transformar el exceso de producción, por ejemplo de los parques eólicos o de los sistemas fotovoltaicos, en energía potencial almacenada en el embalse y utilizable durante los periodos de alta demanda (Leer: Estaciones de bombeo (STEP)).
Esta capacidad de transformación reversible de la energía potencial en energía eléctrica, combinada con la gran flexibilidad de las instalaciones hidroeléctricas, hace que el almacenamiento hidráulico no sólo sea el primer modo de almacenamiento de energía en el mundo (entre el 94 y el 99%, según la fuente, de la capacidad total de almacenamiento de energía), sino también una valiosa herramienta para la gestión de las redes eléctricas (Leer: El avance del almacenamiento eléctrico: ¿Qué técnicas? ¿Qué funciones económicas? ¿Qué futuro?).
Energía eólica
Teniendo en cuenta la relación entre la frecuencia y la velocidad de perforación, la curva ajustada para la frecuencia frente a la velocidad de perforación se muestra en la Fig. 19.Basándose en los resultados del ANOVA que el factor B puede ser despreciado al simplificar el modelo, las pérdidas totales de ES1 y ET1 pueden ser simplificadas y expresadas como la Ecuación (27) mediante la combinación de elementos con el mismo orden.
donde b = [b0, b1, b2, b3, b4, b5] es el vector de los coeficientes para las pérdidas totales.Apéndice 3Dado que el circuito BH descrito funciona en el estado S2 en la sección 2.3, la presión y el caudal del circuito empleado en este experimento pueden ilustrarse en la Fig. 20.La presión y el caudal a la salida de la bomba pueden expresarse como
La presión y el caudal a la salida de la bomba pueden expresarse como: qET2-1 y qET2-2 son el caudal que atraviesa la válvula de alivio de presión y las válvulas reductoras, respectivamente.
Nótese que c0, c1, c2, c3 y c4 son los coeficientes correspondientes, y c = [c5, c6, c7] el vector de consumo de energía para el circuito BH. La eficiencia energética de ES2 puede considerarse una constante, ya que el consumo de energía del motor varía en un rango pequeño. Considerando que c1 y c4 son positivos, c7 será negativo en la Ec. (31).